JPS62155354A - 無段変速用ｖベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特に無段変速用Ｖベルト、さらに、具体的に
は、ベルトの上部および下部にそれぞれ形成した２つの
歯状部分を備える、粘弾性材料で製造したＶベルトに関
する。

従来の技術 周知の通り、上記の如きＶベルトを使用する多くの箇所
において、上記Ｖベルトは、例えば７０■以下といった
極く小さい巻付は径を特徴とするプーリの台形溝の側面
に接触することによシ、力を伝達する作用を果たす。

上記Ｖ　Ｉルトは、各種の強化要素を埋め込んだ弾性材
料に生ずる亀裂または破れを伴わずに、プーリの上記小
さい曲げ半径に適応し得るものでなければならない。

かかる要請に応えるため、既に、プーリに巻き付く間に
、Ｖベルトが良好な長手方向の可撓性を備えることがで
きるような方法にて、Ｖベルトの下部に特殊の歯状部分
を形成する試みが為されている。

発明が解決しようとする問題点 Ｖベルト本体に歯状部分を形成した場合、力を伝達する
間、プーリの側面によって伝達された大きい圧縮荷重と
曲げ荷重の複合作用により、ピーク荷重時、座屈を生ず
ることがある。

従って、現在公知のＶ（ルト、特に、伝達される荷重が
極めて大きく、溝付きプーリの側面に接触した場合、４
または５つの歯状部分画シ、例えば２００Ｋｇを越える
スラスト力の作用する無段変速機の分野において、Ｖベ
ルトの寿命は短かくなる。

上記の如く欠点を解決するため、例えば、溝付きプーリ
の両側面の傾斜に対応する傾斜にて側部に達する横向き
ストラットを設けることによってベルトを最適状態に強
化することが考えられる。

この場合、この横向きストラットは、プーリの側面に直
接接触するため、上述したＶベルトと比べ、伝達力を増
加させることができる。しかし、この横向きストラット
は、弾性材料製Ｖベルトの構造並びに作用をも変化させ
る要素となる。これは、プーリに接触することにより、
馬力を受け、伝達するのけ（ルト側面の弾性部分ではな
く、上記ストラットが行なうからである。

上記の如きストラットは取扱い難く、余９に堅牢である
ため、適用することが困難であることが多い。特に、こ
のストラットは、極めて重いため、Ｖベルトが高速で力
を伝達する作用状態時、ストラットは、遠心力によって
、ベルト本体に耐えられない応力を作用させる。

従って、本発明の目的は、スリップを生ずることなく、
さらに、Ｖベルトの長手方向の可撓性を損うことなく、
ベルトおよびプーリの側面間の伝達馬力を増大させるの
に適した特に、無段変速用の粘弾性ｖＲベルト提供する
ことである。

・　問題点を解決するだめの手段 特に、無段変速用に適した本発明に依るｖＲベルト、粘
弾性体とＶベルトと同心状のリングに沿って配設され、
ベルトの長手方向に従って配向した平行な複数の非伸展
性のインサートとを備え、ベルト本体の上部および下部
が、溝と交互に形成した複数の歯によって形成した第１
および第２崗状部分を備え、上記はルト本体が、少なく
とも２つの溝付きプーリの対応する表面と接触する側面
によって限界を定められ、 上記本体の両側面に近接するまで、各歯の外表面の少な
くとも一部を被う、強化要素がベルトに対して直角に、
各歯に設けられ、粘弾性材料より大きい弾性率を備え、
両歯状部分の上記歯が相互に対向し、等しい基表面を備
えることを特徴としている。

実施例 以下、添付図面を参照しながら、本発明の単なる１例と
して掲げた実施例について詳細に説明すの弾性ベルト１
は、ベルトの長手方向に配向させた非伸展性の複数のコ
ードを備え、ベルトの中心軸の上下にそれぞれ設けた２
つの歯状部分２，３を有する。

第１歯状部分は、溝６と交互に形成した複数の歯５を備
えている。第２歯状部分は、溝８と交互に形成した複数
の歯７を備えている。

本発明の重要な特徴に依れば、第１歯状部分の溝および
歯は、第２歯状部分の溝および歯に対向し、歯５，７の
底面（ａ、ｂ）は、相互に等しい。

本発明の別の特徴に依れば、相互に対向した歯の横表面
部分は、無段変速機の一部を構成する２つのブーＩＪ　
９　、１０の側面に接触し得るようにしである。

さらに、対向する歯５，７の横表面部分は、相互に相補
的にしである。即ち、１方の歯の横表面面積は、他方の
歯の横表面面積と等しいか、また少なくとも７０チに相
当する値にしである。

角となるように、各歯５，７の最外側部分に形成した補
強要素１１を備えることを特徴としている。

この直角方向の補強要素１１は、ベルトの弾性材料より
大きい弾性率を備え、例えば、ばね鋼、軽合金等の金属
、または例えば、ポリアミド樹脂、その地回等のプラス
チック材料で構成することができる。

直角方向の補強要素１１は、剛性を増大させるため、縦
方向に配向させた補強リブ（図示せず）によって特に補
強することができ、その全体的厚みは、０．２乃至３簡
の範囲とする。

さらに、補強要素１１は、既にゴム対金属接着において
公知の接着剤またはゴム−プラスチック接着剤等を使用
するか、あるいは第５図に示すように、特殊のリベット
１２をベルト本体に通すかしてＶベルトに固着すること
ができる。

何れの固着方法の場合でも、補強要素１１は、略ベルト
幅だけ伸展し、ベルトの全鋼において、弾性材料質量体
が動かないように、歯構造部分の全体に沿って補強し得
るようにする必要がある。

例えば、幅４２ｍｍのベルトの場合、補強要素１１は、
３９叫伸展させて、歯に固着する。一般に、補強要素の
伸展程度は、歯の幅寸法の１チ乃至１５チだけ少なくし
、特に、１０％だけ少なくすることが望ましい。

好適実施態様において、両歯状部分は、例えば、円弧状
、放射線状、楕円状等のインボリュート湾曲形状によっ
て限界を定められた歯を備え、これら歯に作用する衝撃
が第２図のプーリ９、または１００両側面に伝達される
のを緩和し得るようにしである。

さらに、湾曲形状の歯は、円弧状形状の強化・補強要素
１１によって、頂部が被れている。上記湾曲形状は、プ
ーリによって歯の頂部に伝達される力を緩和するのによ
り適している。

特に、無段変速機に適した実施態様において、ベルト１
は、１方向にのみ配向させた繊維を埋め込んだ弾性材料
（１３，１４）の複数の層、またはシートが、長手方向
のコード４を埋込んだ中心軸の上下に配設されている。

この実施態様に依れば、上記層を交互に重ね合わせ、一
部の層の繊維は、略長手方向に配向され、他の層の繊維
は、略横方向に配向されるようにする。

さらに、上述した実施態様（第４図）において、各層の
厚み日（第６図）は、この層にある繊維の平均長さ１以
下か、少なくとも等しくする。さらに、１方向に配向さ
せた繊維を備える層の厚みは、このファイバの平均長さ
の７２以下、または少なくとも等しくする。

実施例として、ベルト１は、［ＫＥＶＬＡＲＪとして公
知のアラミド繊維、またはナイロン、さらにはポリエス
テル・ナイロンでできたアラミド″繊維で構成し、その
長さは０．５　ｒｔａｎ乃至５ｍｍとし、直径は１０μ
ｍ乃至４００μｍとする。

１例において、繊維は、ＫＥｖＬＡＲで構成し、平均長
さ１は１．５叫とする。繊維を埋め込む層の厚みは、０
．４瓢とする。

繊維を埋め込む層の硬さは、ショアー硬さＡｓ２乃至９
８、または、ショアー硬さＤで測定したより大きい値と
する。

さらに別の実施例において、はルトは、その下側の歯が
湾曲形状を備え（第１ｂ図参照）、その上側歯が図示し
たような垂直部分を備える形状とする。上側歯は、相補
的形状（第３ｂ図）の補強要素１１を備えている。

第７図には、幾多の層を有する２つの歯状部分を設けた
ベルトが示しである。このベルトは、ＫＥｖＬＡＲ繊維
で製造され、最大および最小巻付は径が７０乃至２０１
０ｍの範囲の２つのプーリ９゜１０（第２図）を備えた
無段変速機の動力伝達に適したものでちる。第７図に示
した上記Ｖベルトの寸法は次の通シとする。

・上側歯の曲げ半径Ｒ□＝５５叫 ・上側歯状部分の隣接する２つの歯間における溝半径ｒ
□＝１．５面 ・上側歯の底面の幅ａ＝１４．６５ｍｍ・上側歯の横方
向補強要素のベルト本体端縁からの距離＝１閣 ・下側歯の曲げ半径Ｒ２＝５５謹 ・下側歯状部分の隣接する２つの歯間における溝の曲げ
半径ｒ２＝１．５１１ＩＩＩ ・下側歯の底面の幅ｂ＝１４．６５閣 ・下側歯の横方向補強要素１１のベルト本体端縁からの
距離＝１問 ・対向する上側歯と下側歯間の最大距離Ｄ＝１８ｍｍ ・上側歯状部分と下側歯状部分の対向する溝底部間の距
離ｄ＝５闘 本発明に依る（ルトは、所期の全ての目的を達成し得る
ものである。ベルトの重要な特徴は、中心軸の上下に配
設した２つの歯状部分の横表面が対応するプーリのフラ
／ジと接触することによって、公知の手段と比べ、ベル
トとプーリ間で伝達する馬力を増大させ得ることである
。

両歯状部分には、ベルトの両側面端縁と略一致するまで
、伸展する横方向の補強要素を設けることによって、伝
達馬力を増大させることができる。

上記横向き補強要素を配設したことは、その剛性によシ
、関係するベルト本体の横方向剛性もこれに応じて向上
することにより伝達馬力が増大するばかシでなく、特に
、プーリに伝達される最大馬力を小さくすることなく、
ベルトの寿命を増大させることができる。

実際上、第８図を参照すると、ベルトは、プーリの側面
によって、ベルトの側面に対し垂直方向に作用する２つ
のスラスト力Ｆ□、Ｆ２を受ける（７その他の力は別に
して）。

スラスト力Ｆ２は、ベルトの中心軸を通る非伸展性の長
手方向コードに作用する。長手方向インサートがベルト
幅の全鋼縁まで設けられているだめ、ベルトの外側の中
心領域に沿って、亀裂または裂目の有無を確認すること
ができる。１方、スラスト力Ｆ□は、上側補強要素１１
上に直接作用し、弾性材料の端縁の裂目または拡張によ
って、歯の上側が損傷されるのを防止する。ベルトの上
側歯に横方向の補強要素を設けないならば、上述の如き
有利な点は得られない。

実際上、横方向の補強要素がないならば、スラスト力Ｆ
□は分離し、図面に点線で示した三角形部分Ａに作用し
、時の経過と共に、伝達される馬力は小さくなり、弾性
材料の亀裂は徐々に拡大し、その結果ベルトの寿命は短
かくなる。

本発明と異なシ、ベルトが点Ｂまでにのみ伸展させた状
態、即ち、ベルトの横端縁から相機に離れた位置にある
状態にて、補強要素１１を歯５に配設した場合、同様の
好ましくない結果となるであろう。

本発明のベルトの上述の如き構成は、下側歯７にも可能
である。即ち、両側面間の距離に略等しい長さの補強要
素１１を設ける。時の経過に拘わらず、常に、プーリか
ら伝達される馬力を大きく維持し得る本発明のばルトの
機能は、２つの歯状部分に対応する２つの弾性質量が存
在するため、長手方向インサートの中心軸における配設
位置が変化しないことにも起因する。

実際上、等しい底面を備えた対向する対の歯を設けるだ
けでは、中心軸に向けて対照的なスラスト力を発生させ
るｋは十分でない。例えば、貫通するリベットによって
、対の補強要素を相互にロックするならば、スラスト力
は相互に著るしく釣合いを失なう。

特に、両歯状部分の横表面の面積を相互に同等とする構
成は、コードの変形、即ち、中心軸に歯の質量を置いた
ならば、中心軸よシ下方の歯の質量に著るしい差の生ず
る欠点を解決し得る特徴である。かかる欠点は、例えば
１方の歯の底面を他方の歯の底面より短かくした場合に
生じる。

特に、補強要素をはルト本体の歯に接着する構成は、さ
らに、変形に対する横方向の抵抗力を太きくし、本発明
によって達成される伝達馬力の増大を図ることができる
。

実際上、圧縮によって降伏すること如起因する弾性体の
終局的な半径方向の膨張によっては、プーリフランジ間
に配設した各種の剛性要素対にピーク荷重を作用させる
ことができないため、２つの剛性要素間に設けた弾性体
の全体は、圧縮力による変形を確実に防止することがで
きる。

さらに、上記構μにおいて、歯の最外側の弾性表面は、
各補強要素の内側接触面と完全に密着することも確認さ
れている。一方、補強要素の全鋼部は、プーリの両側面
によって圧縮されたままである。

従って、１対の補強要素間に配設したベルト部分がどの
ように変形しても、弾性材料は、剛性要素の内面から分
離し勝ちとなるのであるが、かかる状態は、歯と剛性要
素間に存在する完全な接触力によって確実に防止するこ
とができよう。

故に、横方向の変形を生ぜずに、プーリ側面間の大きい
スラスト力を吸収することができるため、本発明の構成
は、ばルトとプーリ間に伝達される馬力を増大させるの
に適していることが確認された。

さらに、本構成は、上述の如く、す、、？ット等の如く
弾性体を穿孔する構成要素が全く存在しないため、長手
方向のコードを配設したリングに刻み目を設けたシ、切
断する必要がない。

従って、このベルトは、吸収した荷重を常に、コード全
体に均一に分散させることができる。

さらに、ベルト本体を貫通するリベット等が存在しない
ため、長手方向のコードを配設したリングの上部または
下側何れかに配設した強化繊維層の完全な状態を維持す
ることができる。

リベットによって歯に接続した補強要素を備えるベルト
とすることにより、相互に対向するように配設した２つ
の大き諭弾性質量体に大きな予荷重を作用させることが
可能となる。

実際上、ベルトの側面間の距離を略伸展する補強要素が
存在するため、予荷重は、幾多の弾性層、特に、横方向
の繊維を設けた層に作用する。プーリの側面によって荷
重を加えられる横方向繊維を備えた層が、金属薄板、ス
ラブまたは剛性プラスチック等の剛性材料に匹敵する圧
縮抵抗性を備え、長手方向の可撓性が低下するという欠
点を生ずることがない。

特に（第９図および第１０図）、対の剛性要素を接続す
る静止摩擦要素が存在することにより、ベルト本体を形
成する層に対して、有利な圧縮状態Ｃが形成される。

上記圧縮状態によって、馬力の伝達に起因するせん断力
Ｔによって生ずる、ベルト本体を形成する幾多の層の分
離現象を緩和することができる。

タイロッドを備えだこの特別の実施態様により現在公知
のものと比べ、伝達トルクは３倍以上となり、抵抗要素
４に対する如く、ベルトの上側層と下側層が分離する（
第１０図）ことがない。

この大きい抵抗力は、圧縮力とせん断応力間の合力Ｒに
よって付与される。本発明による、タイロッドの軸に対
する合力の傾斜角度αは、予圧縮値Ｃの作用により、３
０°以下とすることができる。

本発明の具体的な実施態様について説明したが、当業者
なら、これ以外の他の実施態様も本発明に含まれること
が了知できよう。例えば、第４図のベルトは、他の同様
のベルトと並置し、幾つかの並んだ溝を有するプーリに
よって力を伝達させるようにしてもよい。

例エバ、ベルトは、ポリウレタン、またはネオプレーン
、その地回様の材料にて製造することができ、ベルト本
体は、１または複数の強化ファイバを内蔵することがで
きる。

第１ｂ図は、応用例を示す断面図、 第２図は、第１図のベルトを使用する無段変速向の補強
要素の斜視図、 第３ｂ図は、第１ｂ図の上側歯の補強要素を示す図、 第４図は、２つの歯状部分の対向する歯に沿ったベルト
の横断面図、 第５図は、リベットによって、補強要素を歯に設けたベ
ルトの横断面図、 第６図は、第１図のベルトを形成する層の１つを示す図
、 第７図は、第２図の無段変速機に適したベルトの図、 第８図は、プーリの側面からＶベルトの側面までスラス
ト力を伝達する状態を示す、図解図、第９図および第１
０図は、ベルト本体にリベットを通すことに起因する予
圧縮力の利点を示す図である。

ｌ・・・Ｖベルト　　　　２，３・・・歯状部分４・・
・コートＳ　　　　　　５・・・歯６・・・溝　　　　
　　　７・・・歯 ８・・・溝　　　　　　　１１・・・補強要素１２・・
・リベット　　　１３．１４・・・弾性材料（外５名） 第１α図 第４図 第５図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粘弾性のベルト本体と、ベルトと同心状のリング上
   に設けた平行で非展伸性の複数のインサートとを備え、 前記インサートをベルトの長手方向に対応した方向に配
   向し、前記ベルト本体の上部および下部が、第１および
   第２歯状部分を備え、該各歯状部分を溝と交互に形成し
   た複数の歯によつて形成し、前記ベルト本体を少なくと
   も２つの溝付きプーリの溝の対応する表面と接触させる
   ことを目的とする側面によつて限界を定めた特に無段変
   速用Ｖベルトにおいて、 各歯上にて、ベルトに対し直角に配設した補強要素を備
   え、前記補強要素が、前記本体の両側面に近接するまで
   、各歯の外面の少なくとも一部を被うと共に粘弾性材料
   よりも大きい弾性係数を備え、２つの歯状部分の前記歯
   が相互に対向し且つ等しい底面を備えることを特徴とす
   るＶベルト。 ２、台形状のプーリと接触することを目的とする２つの
   歯状部分の対向する対の歯の横表面が、相互に相補的で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載した
   Ｖベルト。 ３、前記補強要素の伸展程度が、ベルト本体の側面間の
   距離の１％乃至１５％だけ少ないことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載したＶベルト。 ４、前記本体が、ベルトの前記同心状リングに対する上
   方位置および下方位置にて、複数の弾性層によつて形成
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項
   または第３項の何れかに記載したＶベルト。 ５、上方および下方位置にある前記層が、一方向に配向
   させた繊維を備え、層を交互に重ね合わせ、１方の層が
   繊維を略長手方向に配向させ、他方の層が繊維を略横方
   向に配向させるようにし、各層の厚みが、層に存在する
   繊維の平均長さ以下か、または少なくとも等しいように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載した
   Ｖベルト。 ６、２つの歯状部分の歯が、等しい外部輪郭を備えるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項の何れ
   かの項に記載したＶベルト。 ７、前記歯が、略湾曲状の輪郭を備えることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れかの項に記載
   したＶベルト。 ８、歯の谷を０．８乃至２．５ｍｍの半径の円弧に沿つ
   て、ベルトの本体に接続することを特徴とする特許請求
   の範囲第７項に記載したＶベルト。 ９、対向する歯に配設した要素を貫通ねじ、リベット等
   によつて、ベルトの本体に接続することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第８項の何れかの項に記載した
   Ｖベルト。 １０、前記ねじ、リベット等が、対の補強要素間にて粘
   弾性材料の予圧縮状態を制御することを特徴とする特許
   請求の範囲第９項に記載したＶベルト。 １１、前記要素を接着によつて、歯に関係させることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１０項の何れか
   の項に記載したＶベルト。 １２、前記要素が、０．２乃至２ｍｍの範囲の厚みを備
   えることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１１
   項の何れかの項に記載したＶベルト。